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聚丙烯酰胺钾盐污水净化中的物理处理效能研究

发布时间:2025/6/17 9:00:00

摘要: 本研究聚焦于聚丙烯酰胺钾盐在浙江瓷器制造业污水净化中的应用,通过实验分析其对污水中悬浮物、浊度等物理指标的去除效能,探讨了投加量、搅拌条件等因素对处理效果的影响,旨在为浙江瓷器制造业污水的有效处理提供理论依据与实践参考,助力该地区陶瓷产业的可持续发展。

一、引言

浙江作为我国瓷器制造业的重要区域,陶瓷生产过程中产生的大量污水若未经有效处理直接排放,将对周边水环境造成严重污染。传统的陶瓷污水物理处理方法存在一定局限,寻求高效且适配的絮凝剂至关重要。聚丙烯酰胺钾盐作为一种新型水处理药剂,因其独特的物理化学性质,在污水净化领域展现出潜在优势,故深入研究其在浙江瓷器制造业污水中的物理处理效能具有现实意义。

二、材料与方法

(一)实验材料

1. 污水来源

取自浙江某典型瓷器制造企业的生产污水,该污水富含陶瓷原料颗粒、泥浆及少量化工添加剂残留,水质复杂,具有较高的悬浮物含量与浊度。

2. 试剂

聚丙烯酰胺钾盐(纯度≥98%),由[具体厂家]提供;其他辅助试剂如盐酸、氢氧化钠等均为分析纯,用于调节污水 pH。

(二)实验仪器

电子天平(精度 0.1 mg)、六联搅拌机、紫外可见分光光度计、便携式浊度仪、pH 计、烘箱等。

(三)实验方法

1. 污水预处理

将采集的瓷器制造污水静置沉淀 30 分钟,取上层均匀水样,用盐酸或氢氧化钠溶液调节 pH 至中性范围(6 - 8),以消除 pH 波动对后续实验的干扰。

2. 絮凝实验

设置一系列不同聚丙烯酰胺钾盐投加量梯度,利用六联搅拌机进行搅拌实验。先以快速搅拌(300 r/min,1 分钟)使药剂迅速分散于水中,再转为慢速搅拌(50 r/min,10 分钟)促进絮体成长,最后静置沉淀 30 分钟,取上清液测定各项指标。

(四)检测指标

聚丙烯酰胺钾盐

1. 悬浮物(SS)去除率

通过过滤一定体积的水样,将滤渣烘干称重,计算处理前后悬浮物质量差,进而得出 SS 去除率。

2. 浊度去除率

使用便携式浊度仪直接测定水样处理前后的浊度值,计算浊度去除率。

三、结果与讨论

(一)不同投加量对处理效能的影响

随着聚丙烯酰胺钾盐投加量的增加,污水中 SS 和浊度的去除率呈现先上升后趋于平稳的趋势。当投加量达到[X]mg/L 时,SS 去除率达到最高值约[Y]%,浊度去除率也显著提升至[Z]%。此后继续增加投加量,去除率增幅不明显,表明此时污水中的悬浮颗粒已基本完成絮凝沉降,过量投加药剂可能造成资源浪费且增加后续污泥处理负担。

(二)搅拌条件优化

1. 快速搅拌阶段

快速搅拌速度在 200 - 400 r/min 范围内,搅拌时间 1 分钟时,药剂能较快地分散于水中,与悬浮颗粒充分接触,形成微小絮体。若搅拌速度过低,药剂分散不均,局部浓度过高易导致絮体团聚不规则;搅拌速度过高则可能打碎已形成的微小絮体,影响后续絮凝效果。

2. 慢速搅拌阶段

慢速搅拌速度维持在 40 - 60 r/min,搅拌时间 10 分钟可促使微小絮体进一步碰撞长大,形成较大且密实的矾花,利于沉淀。搅拌时间过短,絮体成长不充分;时间过长则可能造成絮体破碎,降低沉降性能。

(三)与其他絮凝剂对比

与传统常用的聚合氯化铝(PAC)相比,聚丙烯酰胺钾盐在相同投加量下对瓷器制造污水的 SS 和浊度去除效果更优。PAC 处理后水样中残留细小悬浮颗粒较多,而聚丙烯酰胺钾盐处理后的水样上清液更为清澈,这得益于其分子结构特性,能与陶瓷污水中的带电颗粒更有效地进行电中和与吸附架桥作用,形成更大且稳定的絮体。

四、结论

聚丙烯酰胺钾盐在浙江瓷器制造业污水净化中展现出良好的物理处理效能,通过优化投加量和搅拌条件,能显著去除污水中的悬浮物和降低浊度,其处理效果优于传统絮凝剂。然而,实际应用中还需综合考虑成本、污泥处置等问题,进一步探索其在大规模瓷器制造污水处理系统中的长期稳定性与经济可行性,为浙江陶瓷产业的绿色可持续发展提供有力支撑。未来研究可着眼于聚丙烯酰胺钾盐与其他处理技术的联合工艺,以实现更高效的污水净化目标。

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